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一种基于衰减匹配的超声编码检测方法
2019/10/30 | 作者:超声技术中心 王强 | 【 【打印】【关闭】

  高声衰减介质会导致超声检测信号信噪比严重降低,影响大厚度介质的探伤能力。在超声设备峰值功率受限的情况下,使用编码激励的脉冲压缩技术可以增强回波信号的轴向分辨率、提高信噪比。然而对于高声衰减材料的检测,因为依频率衰减的原因,衰减后回波与发射波形相关度降低, 导致脉冲压缩效果降低。

  为提高编码激励方法检测高声衰减介质的能力,中科院声学所超声技术中心博士生王强及其导师毛捷研究员等人提出了一种基于衰减匹配的超声编码检测方法。

  相关研究成果近期发表于国际学术期刊Japanese Journal of Applied Physics

  研究人员采用线性调频信号作为编码激励信号,理论分析中忽略衰减响应的频散项,并假设换能器响应为实对称高斯信号,将编码激励脉冲压缩后的峰值功率表示为频域积分的形式,因为介质的高声衰减作用使高斯信号的载频向低频处漂移,所以可根据频偏值修正编码激励的中心频率,使脉冲压缩后的主要能量集中于频偏值附近从而获得更高的信噪比增益。

  仿真与实验结果表明,介质的衰减系数越大,基于衰减匹配的编码激励方法相较于传统编码激励方法的信噪比增益更大,同时,衰减匹配后的轴向分辨率对编码信号带宽的利用率更高。所以该方法在高衰减介质检测中具有较好的应用前景。

  本项研究受到中国科学院创新基金项目(CXJJ-16Z220)资助。

  

  图1 发射信号与接收信号的频偏示意图。阴影部分为脉冲压缩的积分区域(图/中科院声学所)

  

  图2 传统编码激励方法(左)与衰减匹配编码激励方法(右)信噪比增益曲线(图/中科院声学所)

  关键词:

  超声检测;高声衰减材料;编码激励

  参考文献:

  WANG Qiang, MAO Jie, LIAN Guoxuan. Ultrasonic chirp-coded excitation for highly attenuating material testing. Japanese Journal of Applied Physics 58, 086504 (2019).DOI:10.7567/1347-4065/ab2daf.

  论文链接:

  https://doi.org/10.7567/1347-4065/ab2daf

 
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